[C++知识库]【C语言】常见指针笔试题解析

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注：本篇文章所有代码均在X86环境下运行。

笔试题1

#include <stdio.h>
int main()
{
	int a[5] = { 1,2,3,4,5 };
	int* pa = (int*)(&a + 1);
	//&a取的是整个数组的地址，&a的类型为数组指针类型int(*)[5]，(int*)是将其强制转换为int* 类型的指针，使其与pa的指针类型相同
	printf("%d %d", *(a + 1), *(pa-1));//输出结果为 2 5
	return 0;
}

解析：
int* pa = (int*)(&a+1)中&a取的是整个数组的地址，(&a+1)的类型为数组指针类型int(*)[5]，指向的地址跳过一个a数组的大小，(int*)是将其强制转换为int* 类型的指针，使其与pa的指针类型相同。


由上图可知*(a + 1)得到的值为2，*(pa-1)得到的值为5。

笔试题2

#include <stdio.h>
struct stu {
	int num;
	char* pcname;
	short sdata;
	char ch[2];
	short sarr[4];
}* ps;//p是一个结构体指针变量
//已知，结构体stu类型的变量大小是20个字节
int main()
{
	ps = (struct stu*)0x100000;//强制类型转换为struct stu*
	printf("%p\n", ps + 0x1);//00100014
	printf("%p\n", (unsigned long)ps + 0x1);//00100001
	printf("%p\n", (unsigned long*)ps + 0x1);//00100004
	return 0;
}

解析：
本题考察的是指针±整数指针的变化，ps = (struct stu*)0x100000中ps是结构体指针变量，凡是放在指针变量中的都被当成地址处理，0x100000被强制类型转换为struct stu*类型的指针，放在ps中，此时0x100000就被当成地址处理。
ps + 0x1中，0x1是十六进制数字1，转换成十进制也是1。所以ps+0x1就是ps+1，意思是ps向后走struct stu*类型的字节大小,如 char* 类型的指针+1就是向后走1个字节，因为char占1个字节；int*类型的指针+1就是向后走4个字节，因为int类型占4个字节。而题中ps是struct stu*类型，+1就是向后走20个字节。20转换成十六进制为0x14，0x100000+0x14=0x100014。
(unsigned long)ps + 0x1是将结构体指针变量ps强制类型转换为unsigned long类型，ps+1就是向后走1个字节，unsigned long是无符号长整型，整型+1就是+1，所以为0x100001。
(unsigned long*)ps + 0x1是将无符号长整形ps强制类型转换为unsigned long*类型，ps+1就是向后走4个字节，因为unsigned long类型大小为4个字节，最后为0x100004。
%p–输出的是地址，0x表示数字是十六进制，地址往往以十六进制的形式输出，在X86环境下，地址由4个字节组成，转换为地址后，该代码输出结果为00100014 00100001 00100004。

笔试题3

#include <stdio.h>
int main()
{
	int a[4] = { 1,2,3,4 };
	int* ptr1 = (int*)(&a + 1);
	int* ptr2 = (int*)((int)a + 1);
	printf("%x %x", ptr1[-1], *ptr2);//输出结果为 4 20000000
	return 0;
}

解析：
%x- - -以十六进制输出。
(int*)(&a + 1)中&a取得是整个数组的地址，它的类型为int(*)[4]，&a+1跳过一个数组的大小，即跳过16个字节，再强制类型转换为(int*)。ptr[-1]即*(ptr-1)，所以输出为4。



(int*)((int)a + 1)中((int)a+1)是将a强制类型转换为int类型后+1，a是数组名，代表着数组首元素的地址。将数组中的元素转换成十六进制后为a[]={0x00000001,0x00000002,0x00000003,0x00000004}，VS中采用的是小端存储，在内存中表示如下图。



假设一个数的地址以十六进制表示为0x00000015，强制类型转换成整型之后为21，21+1=22，22转换成十六进制为0x00000016，所以强制类型转换成整型之后再+1相当于地址向后移动了1个字节。因此((int)a + 1)表示a的地址向后移动了1个字节，所以在*ptr2中，从a的位置向后读4个字节，即00000002，因为是小端存储，在读取时就以小端的方式读，所以结果为20000000。

笔试题4

#include <stdio.h>
int main()
{
	int a[3][2] = { (0,1),(2,3),(4,5) };
	//逗号表达式:按照从左到右依次计算，整个表达式的结果为最后一个表达式的值。
	//int a[3][2] = { 1,3,5 };
	int* p;
	p = a[0];
	//a[0],在二维数组中，把每一行都看成一维数组的时候，a[0]是第一行的数组名,数组名表示首元素的地址，即a[0]=&a[0][0]
	printf("%d", p[0]);//输出结果为 1
	//p等于a[0],p[0]等于*(&a[0][0]+0)，即数组第一个元素的值。
	return 0;
}

解析：
int a[3][2] = { (0,1),(2,3),(4,5) }中含有逗号表达式（逗号表达式:按照从左到右依次计算，整个表达式的结果为最后一个表达式的值）。计算之后得到数组为int a[3][2] = { 1,3,5 }，p = a[0]将a[0]赋值给整型指针变量p，在二维数组中，把每一行都看成一维数组的时候，a[0]表示第一行的数组名,数组名表示首元素的地址，即a[0]=&a[0][0]。p[0]中p等于a[0],p[0]等于*(p+0)等于*(&a[0][0]+0)，即数组第一个元素的值1。

笔试题5

#include <stdio.h>
int main()
{
	int arr[5][5];
	int(*p)[4];
	p = arr;
	printf("%p %d\n", &p[4][2] - &arr[4][2], &p[4][2] - &arr[4][2]);//输出结果为 FFFFFFFC -4
	return 0;
}

解析：
本题考察的是指针-指针。int(*p)[4]是数组指针类型，p = arr中arr是二维数组数组名，数组名就是首元素的地址，在二维数组中首元素地址就是第一行的地址即&arr[0]，&arr[0]用int(*)[5]类型数组指针接收，将int(*)[5]类型赋给int(*)[4]类型，可以编译，虽然不会报错但是有警告，因为p是int(*)[4]类型，p+1的时候向后走4个整型，具体可见下图：



p[4][2]可以写成*(*(p+4)+2)，位置如上图所示，指针和指针相减的绝对值是元素之间的个数，&p[4][2] - &arr[4][2]是低地址-高地址，得到的是-4。
-4的原码、反码和补码如下表所示：

用%d打印的时候打印的是原码。
%p–输出地址，地址没有原码、反码和补码，在内存中存的是补码，因为打印的地址是一个明确的数-4，打印的时候就把补码当成地址打印，补码转换成十六进制就是FFFFFFFC。

笔试题6

#include <stdio.h>
int main()
{
	int a[2][5] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int* ptr1 = (int*)(&a + 1);
	int* ptr2 = (int*)(*(a + 1));
	printf("%d %d", *(ptr1 - 1), *(ptr2 - 1));//输出结果为 10 5
	return 0;
}

解析：
&a+1跳过整个二维数组，然后强制类型转换为(int*)类型，*((a+1))中，a是二维数组数组名，表示数组首元素的地址，在二维数组中，数组首元素的地址即第一行的地址，第一行的数组名可以用a[0]表示，*(a+1)可以表示成*(&a[0]+1)，&a[0]是int(*)[5]类型，+1之后到二维数组的第二行，所以(*(a+1))就是a[1]，a[1]就是第二行数组名，也表示第二行首元素的地址&a[1][0]。

笔试题7

#include <stdio.h>
int main()
{
	char* a[] = { "work","at","alibaba" };
	char** pa = a;
	pa++;
	printf("%s\n", *pa);//输出结果为 at
	return 0;
}

解析：
char* a[] = { "work","at","alibaba" }中a[]是字符指针数组，存的是字符串首字符的地址，char** pa表示pa指向char*类型，char** pa = a表示pa指向a，a是数组名，表示数组首元素的地址，此时，pa指向数组中的第一个元素，pa++表示pa跳过一个char*类型，则pa此时指向数组中的第二个元素，*pa取出数组中第二个元素的首地址，打印字符串。

笔试题8

#include <stdio.h>
int main()
{
	char* c[] = { "ENTER","NEW","POINT","FIRST" };
	char** cp[] = { c + 3,c + 2,c + 1,c };
	char*** cpp = cp;
	printf("%s\n", **++cpp);//输出结果为POINT
	printf("%s\n", *-- *++cpp+3);//输出结果为ER
	printf("%s\n", *cpp[-2]+3);//输出结果为ST
	printf("%s\n", cpp[-1][-1]+1);//输出结果为EW
	return 0;
}

解析：
c数组中存的是字符串首字符的地址，c+1中c是数组名，数组名表示数组首元素的地址，因为数组c里面的数据类型是char*类型的，存放的是字符串首字符的地址，数组首元素就是字符的地址，地址的地址要用二级指针来接收，所以用char**，c+1之后指向数组c中第二个元素的地址，c+2指向第三个元素的地址，c+3指向第四个元素的地址，而c数组中的元素都是字符串首字符的地址。数组cp中的元素类型都是char**类型，要用char***类型接收。



cpp指向的类型是 char**，char*** cpp = cp，cp是数组名，表示数组首元素的地址，刚开始三级指针 cpp指向 cp数组中的 c+3的地址,**++cpp 中 ++cpp之后指向c+2的地址，第一次解引用 *++cpp（解引用操作得到的是指针指向地址中所存放的内容），得到的是c+2，c+2指向的是数组c中第三个元素的地址，再次解引用之后得到的是c数组中存放字符串POINT首字符的地址，打印字符串得到POINT。

*-- *++cpp+3中 + 的优先级比++、--、*的优先级低，所以+3放在最后计算, ++cpp执行后cpp指向cp数组c+1的地址，解引用得到c+1，--(c+1)执行后cp数组中元素c+1变为c，c指向数组c中第一个元素的地址，解引用之后得到字符串ENTER首字符的地址，+3向后移动3个字节，得到ER。

*cpp[-2]+3等于*(*(cpp-2))+3，(cpp-2)表示指向数组cp中c+3的地址，但是cpp指向的位置没有发生改变，*(cpp-2)表示解引用之后得到c+3，c+3指向数组c中第四个元素的地址，再次解引用得到的是字符串FIRST首字符的地址，+3向后移动三个字节，打印ST。



cpp[-1][-1]+1等于*(*(cpp-1)-1)+1，因为cpp指向的位置没有发生改变，所以cpp-1指向数组cp中c+2的地址,*(cpp-1)后得到c+2，*(cpp-1)-1等于(c+2)-1为c+1，c+1指向数组c中第二个元素的地址，*(*(cpp-1)-1)执行后得到字符串NEW首字符的地址，+1向后移动1个字节指向E,打印字符串为EW。